拍摄角度调节装置的制作方法

1.本发明涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种拍摄角度调节装置。


背景技术：

2.随着科技的发展，光学器件，例如摄像机或者照相机已经成为生活中必不可少的工具，以摄像机为例，在影像获取过程中，根据拍摄需求的不同，以及为能够实现不同位置的图像采集，在使用过程中需要通过调节机构调节镜头的拍摄角度。
3.然而，由于调节机构结构设计的不合理性，摄像机的拍摄角度调节结束后，摄像机会沿着转动方向或者与转动方向相反的方向进行晃动，导致无法保持稳定的状态，影响拍摄图像的质量及效果。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种拍摄角度调节装置，该拍摄角度调节装置能够确保拍摄角度调节结束后，光学器件不会晃动并保持稳定。
5.本发明提供了一种拍摄角度调节装置，应用于图像获取设备，所述图像获取设备包括光学器件，所述拍摄角度调节装置包括：
6.固定架；
7.角度调节机构，所述角度调节机构转动连接于所述固定架上，所述光学器件安装于所述角度调节机构上；
8.齿轮传动组件，所述齿轮传动组件连接于所述固定架上，并设置成驱动所述角度调节机构转动；
9.弹性件，所述固定架和/或所述角度调节机构上连接有所述弹性件，且所述弹性件能够在所述角度调节机构的转动过程中同步发生形变；
10.其中，所述角度调节机构停止转动后，所述弹性件产生的弹力能够阻止所述角度调节机构继续转动。
11.进一步的，所述弹力包括：
12.预设弹力，所述弹性件装配时设置有预设形变量以产生所述预设弹力；
13.变量弹力，所述弹性件在所述角度调节机构的转动过程中产生所述变量弹力；
14.所述预设弹力的方向与所述变量弹力的方向一致，且均环绕所述角度调节机构的转动轴线。
15.进一步的，所述弹性件的形变范围为5％～20％。
16.进一步的，所述角度调节机构包括：
17.装配盒，所述光学器件安装于所述装配盒内；
18.转动组件，所述转动组件设置于所述装配盒上，并与所述固定架转动配合，且所述转动组件设置有第一装配槽和避让槽；
19.其中，所述弹性件包括螺旋本体和连接于所述螺旋本体两端的第一连接部与第二
连接部；
20.所述第一连接部与所述第一装配槽限位配合，所述第二连接部穿过所述避让槽并连接于所述固定架上。
21.进一步的，所述避让槽的槽壁与所述转动组件的转动轴线形成的夹角为a，所述角度调节机构的旋转角度范围为b，且a≥b [10 arctan(d/d)]；
[0022]
其中，d为螺旋本体的内径，d为螺旋本体的外径。
[0023]
进一步的，所述转动组件包括第一转动件和第二转动件；
[0024]
所述第一转动件和所述第二转动件相对设置于所述装配盒的两侧，并均与所述固定架转动配合，且所述第一转动件设置有所述第一装配槽和所述避让槽。
[0025]
进一步的，所述第一转动件包括：
[0026]
第一转动本体，所述第一转动本体为空腔结构，并转动连接于所述固定架上，且所述第一转动本体设置有所述第一装配槽和所述避让槽；
[0027]
定位部，所述定位部连接于所述第一转动本体的空腔内，所述螺旋本体套设于所述定位部上。
[0028]
进一步的，所述角度调节机构包括：
[0029]
转轴外壳，所述转轴外壳连接于所述固定架上，并封盖所述第一转动件；
[0030]
止挡件，所述转轴外壳朝向所述第一转动件的端面上连接有所述止挡件，且所述止挡件位于所述第一转动本体与所述定位部之间。
[0031]
进一步的，所述第二转动件包括：
[0032]
第二转动本体，所述第二转动件转动连接于所述固定架上；
[0033]
限位块，所述限位块连接于所述第二转动本体上，所述限位块设置成限制所述转动组件的转动角度范围。
[0034]
进一步的，所述固定架包括：
[0035]
转动基体，所述转动基体的转动轴线与所述角度调节机构的转动轴线彼此垂直；
[0036]
固定臂，所述转动基体上设置有所述固定臂，且所述转动组件转动连接于所述固定臂上。
[0037]
进一步的，所述固定臂上设置第二装配槽，所述第二连接部穿过所述避让槽并与所述第二装配槽限位配合。
[0038]
进一步的，所述第一装配槽与所述第二装配槽之间的夹角为所述弹性件的预设夹角。
[0039]
进一步的，所述齿轮传动组件包括：
[0040]
驱动件，所述驱动件连接于所述固定架上；
[0041]
主动齿轮，所述主动齿轮连接于所述驱动件上；
[0042]
从动齿轮，所述从动齿轮连接于所述装配盒上，且所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。
[0043]
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：
[0044]
本发明提供了一种应用于图像获取设备的拍摄角度调节装置，该拍摄角度调节装置的角度调节机构进行光学器件的拍摄方向调节时，弹性件能够在角度调节机构的转动过程中同步发生形变，进一步的，弹性件产生的弹力作用于角度调节机构上，并由角度调节机
构传递至齿轮传动组件，弹力能够使得齿轮传动组件的最后一级彼此接触，进而阻止齿轮传动组件的最后一级沿着转动方向或者与转动方向相反的方向晃动，实现齿轮传动组件快速停止运动，以消除由于齿轮传动组件的齿隙导致角度调节机构在停止转动后继续转动的情况。
附图说明
[0045]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]
图1为本发明实施例所提供的拍摄角度调节装置的爆炸图；
[0047]
图2为本发明实施例所提供的弹性件由初始状态调节至预设形变量的结构示意图；
[0048]
图3为本发明实施例所提供的装配盒与转动组件的结构示意图；
[0049]
图4为本发明实施例所提供的齿轮传动组件的结构示意图；
[0050]
图5为本发明实施例所提供的发条弹簧的结构示意图；
[0051]
图6为本发明实施例所提供的固定槽的结构示意图；
[0052]
图7为本发明实施例所提供的发条弹簧、转动组件和固定件之间连接的结构示意图；
[0053]
图8为本发明实施例所提供的第一装配槽和避让槽的结构示意图；
[0054]
图9为本发明实施例所提供的第一转动件、第二转动件和装配盒位置关系的结构示意图；
[0055]
图10为本发明实施例所提供的第一转动件的结构示意图；
[0056]
图11为图9中ii处的放大图；
[0057]
图12为本发明实施例所提供的拍摄角度调节装置的剖视图；
[0058]
图13为图12中iv处的放大图；
[0059]
图14为图3中i处的放大图；
[0060]
图15为本发明实施例所提供的固定架的结构示意图；
[0061]
图16为图10中iii处的放大图。
[0062]
附图标记：
[0063]
1-固定架；
[0064]
11-转动基体；
[0065]
12-固定臂；
[0066]
121-第二装配槽；
[0067]
122-第一转轴孔；
[0068]
123-第二转轴孔；
[0069]
124-限位孔；
[0070]
2-角度调节机构；
[0071]
21-装配盒；
[0072]
22-转动组件；
[0073]
221-第一转动件；
[0074]
2211-第一转动本体；
[0075]
2211a-第一装配槽；
[0076]
2211b-避让槽；
[0077]
2212-定位部；
[0078]
222-第二转动件；
[0079]
2221-第二转动本体；
[0080]
2222-限位块；
[0081]
223-固定槽；
[0082]
23-转轴外壳；
[0083]
24-止挡件；
[0084]
3-弹性件；
[0085]
31-螺旋本体；
[0086]
32-第一连接部；
[0087]
33-第二连接部；
[0088]
4-光学器件；
[0089]
5-齿轮传动组件；
[0090]
51-驱动件；
[0091]
52-主动齿轮；
[0092]
53-从动齿轮；
[0093]
6-发条弹簧；
[0094]
61-第一端；
[0095]
62-第二端。
具体实施方式
[0096]
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0097]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0098]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0099]
随着科技的发展，光学器件4，例如摄像机或者照相机已经成为生活中必不可少的工具。以摄像机为例，摄像机可用于安全检查、实时控制、调查取证等一系列安防活动，为我们提供了很多方便。比如，道路上的摄像机通过监控路面上的车辆，对目标车辆进行抓拍，从而后续过程中可根据拍摄的照片进行识别；或者，家庭生活中的摄像机可以实时监控家中的生活场景，记录生活中的画面，可以根据摄像机记录的画面起到防盗、关注家人等目的。
[0100]
其中，为能够获取更多视角的影像画面，以提高影像的拍摄效果、满足拍摄需求，在拍摄过程中需要调整摄像机镜头的拍摄角度，现有技术中，可以利用齿轮传动的方式进行镜头拍摄角度的调节，但是，由于彼此啮合的齿轮之间存在齿隙，齿轮运动会产生回程差，进而导致齿轮输出的最后一级可以沿着转动方向或者与转动方向相反的方向晃动，无法使得镜头保持在相对稳定的状态，由于摄像机在实际应用场景中，除了普通的监控，还会有人脸抓拍、人脸比对、人脸跟踪计数等功能需求，这些需求要求镜头调节的精度在0.5
°
以内，但是回程差导致的镜头晃动超过了0.5
°
，从而影响了上述功能的准确性。
[0101]
针对上述问题，为能够使得拍摄角度确定后的摄像机保持稳定，如图1所示，本实施例提供了一种应用于图像获取设备的拍摄角度调节装置，图像获取设备包括光学器件4，该拍摄角度调节装置包括固定架1、弹性件3、连接于固定架1上的齿轮传动组件5和用于安装光学器件4的角度调节机构2，具体的，角度调节机构2转动连接于固定架1上，齿轮传动组件5能够驱动角度调节机构2转动，其中，固定架1和角度调节机构2上连接有弹性件3，当角度调节机构2进行光学器件4的拍摄方向调节时，弹性件3能够在角度调节机构2的转动过程中同步发生形变，进一步的，弹性件3产生的弹力作用于角度调节机构2上，并由角度调节机构2传递至齿轮传动组件5，弹力能够使得齿轮传动组件5的最后一级彼此接触，进而阻止齿轮传动组件5的最后一级沿着转动方向或者与转动方向相反的方向晃动，实现齿轮传动组件5快速停止转动，以消除由于齿隙导致角度调节机构2在停止转动后继续转动的情况。
[0102]
在本实施例中，弹性件3也可以安装于固定架1或者角度调节机构2上，这两种弹性件3安装位置产生的效果与上述弹性件3安装方式产生的效果一样，前文已经明确说明，在此不再赘述，使用者可以根据拍摄角度调节装置的实际情况选择弹性件3不同的装配位置。
[0103]
此处需要说明的是，为方便描述，在以下实施例中，以摄像机代替光学器件4进行实例说明。
[0104]
如图2所示，弹性件3安装于固定架1与角度调节机构2上时，可以保持出厂时的状态，即未发生形变，在本实施例中，为能够使得拍摄角度调节后的摄像机具有更好的稳定性，弹力包括预设弹力和变量弹力，其中，弹性件3装配时设置有预设形变量以产生预设弹力，弹性件3在角度调节机构2的转动过程中产生变量弹力，并且，预设弹力的方向与变量弹力的方向一致，且均环绕角度调节机构2的转动轴线，这种结构设计，通过在安装弹性件3时使得弹性件3具有预设的形变量，可以为角度调节机构2提供一个预设弹力，进而使得角度调节机构2在任意单位时间的转动动作中均处于弹力的控制作用中，保障角度调节机构2停止转动后不会继续转动的同时，还提高了角度调节机构2整个转动过程中的稳定性。
[0105]
如图3所示，在本实施例中，角度调节机构2包括装配盒21和转动组件22，光学器件4安装于装配盒21内，转动组件22设置于装配盒21上，并与固定架1转动配合，装配盒21方便了摄像机的安装及更换，提高了该角度调节机构2的实用性及功能性，并且通过转动组件22
实现了装配盒21和与固定架1之间的转动配合，实现了摄像机拍摄角度的调整。
[0106]
齿轮传动组件5可以是手动传动的方式，其中，齿轮传动组件5可以包括连接于装配上的蜗轮和连接于固定架1上的蜗杆，通过手动驱动蜗杆带动齿轮转动，以实现装配盒21转动，进而达到调节设计的拍摄角度。为能够实现自动化调节摄像机的拍摄角度，如图4所示，在本实施例中，齿轮传动组件5包括驱动件51、主动齿轮52和从动齿轮53，具体的，驱动件51连接于固定架1上，主动齿轮52连接于驱动件51上，从动齿轮53连接于装配盒21上，并且，主动齿轮52与从动齿轮53啮合，通过驱动件51驱使主动齿轮52带动从动齿轮53转动，以实现装配盒21的转动，进而达到调整安装于装配盒21内的摄像机拍摄角度的目的。其中，弹性件3的弹力用于消除主动齿轮52与传动齿轮两者之间的齿隙导致角度调节机构2在停止转动后继续转动的现象。
[0107]
其中，弹性件3可以柱状弹簧、发条弹簧等，例如为发条弹簧时，如图5、图6和图7所示，转动组件22设置有固定槽223，发条弹簧的第一端(发条弹簧靠近自身中心的一端)与转动组件22的固定槽223连接，发条弹簧的第二端(发条弹簧远离自身中心的另一端)连接于固定架1上，转动组件22在转动过程中，能够驱使发条弹簧沿着自身转动方向形变以产生弹力。如图8所示，在本实施例中，为方便弹性件3的装配以及流畅的在转动组件22的转动过程中同步形变，弹性件3包括螺旋本体31和连接于螺旋本体31两端的第一连接部32与第二连接部33，转动组件22设置有第一装配槽2211a和避让槽2211b，具体的，第一连接部32与第一装配槽2211a限位配合，第二连接部33穿过避让槽2211b并连接于固定架1上，这种结构设计，转动组件22在转动时，第一装配槽2211a驱使第一连接部32运动，以改变第一连接部32与第二连接部33之间的夹角，由于螺旋本体31螺旋盘绕的结构特征，进而能够实现螺旋本体31在转动组件22的转动过程中同步发生形变，且第一连接部32与第二连接部33的设计更加方便整个弹性件3的装配；其中，为实现转动组件22能够在角度调节机构2的转动范围内转动，第二连接部33穿过避让槽2211b并连接于固定架1上，避让槽2211b能够防止第二连接部33在角度调节范围内与转动组件22接触，从而保障转动组件22的正常转动。
[0108]
同样的，为确保避让槽2211b能够防止第二连接部33在角度调节范围内与转动组件22接触，如图3和图8所示，在本实施例中，避让槽2211b的槽壁与转动组件22的转动轴线形成的夹角为a，角度调节机构2的旋转角度范围为b，a与b之间的关系需满足，a≥b [10 arctan(d/d)]，其中，d为螺旋本体31的内径，d为螺旋本体31的外径，使用者可以根据实际需求，通过上述关系式计算a值的大小。
[0109]
进一步的，在调节过程中，齿轮传动组件5的驱动力和弹性件3的弹力均作用于角度调节机构2上，其中，齿轮传动组件5的输出力基本保持不变，为了保证在整个角度调节过程中，角度调节机构2的转动过程更加的平稳，作用在角度调节机构2上的另一股力的大小也需要保持在一定的范围内，因此，弹性件3的弹力大小需要基本维持稳定，具体的，弹性件3弹力的稳定性取决于角度调节机构2的角度调节范围(-e～e)与弹性件3的预设形变量(第一连接部32与第二连接部33之间的夹角f)的比值，即e/f，在本实施例中，为保障弹性件3的弹力大小维持在可控的范围内，弹性件3的形变范围e/f＝5％～20％。
[0110]
弹性件3的形变范围可以为5％、10％或者20％，其中，为能够进一步说明弹性件3的弹力变化，在本实施例中，以角度调节机构2的角度调节范围为
±
7.5
°
，弹性件3的预设形变量为40
°
举例说明，在调节过程中，弹性件3的形变比例为7.5/40＝18.75％，即弹性件3的
输出弹力能够维持在81.25-118.75％之间波动，弹力变化维持在可控的范围内且保持稳定。
[0111]
如图9所示，在本实施例中，转动组件22包括第一转动件221和第二转动件222，第一转动件221和第二转动件222相对设置于装配盒21的两侧，并均与固定架1转动配合，彼此相对设置的第一转动件221和第二转动件222能够确保装配盒21安装的牢固性，以及转动过程的稳定性。其中，第一转动件221可以设置有第一装配槽2211a和避让槽2211b。
[0112]
当然，转动组件22还可以包括第三转动件、第四转动件等，本实施例中，在保障装配盒21稳定转动的同时，还能够简化结构设计，转动组件22包括第一转动件221和第二转动件222。
[0113]
如图10和图11所示，具体的，在本实施例中，第一转动件221包括第一转动本体2211和定位部2212，第一转动本体2211为空腔结构，并转动连接于固定架1上，定位部2212连接于第一转动本体2211的空腔内，螺旋本体31套设于定位部2212上，定位部2212方便螺旋本体31装配的同时，还能够确保螺旋本体31形变过程的稳定性，保障螺旋本体31能够沿着第一转动本体2211的转动方向形变，其中，第一转动本体2211设置有第一装配槽2211a和避让槽2211b。
[0114]
如图12和图13所示，进一步的，在本实施例中，角度调节机构2包括转轴外壳23和止挡件24，具体的，转轴外壳23连接于固定架1上，并封盖第一转动件221，转轴外壳23朝向第一转动件221的端面上连接有止挡件24，且止挡件24位于第一转动本体2211与定位部2212之间，转轴外壳23能够避免外界的灰尘、杂质附着在弹性件3的表面，影响弹性件3的形变量，进而影响角度调节机构2的稳定性，其中，止挡件24的设计能够阻挡螺旋本体31从定位部2212上脱离，提高了弹性件3装配的牢固性。
[0115]
如图14所示，在本实施例中，第二转动件222包括第二转动本体2221和限位块2222，其中，第二转动件222转动连接于固定架1上，限位块2222连接于第二转动本体2221上，限位块2222设置成限制转动组件22的转动角度范围，通过限位块2222的设计，能够确保角度调节件在设定的角度范围内转动，避免角度调节机构2转动过度，影响摄像机的画面采集。
[0116]
限位块2222与第二转轴本体可以通过粘接、卡接、螺钉连接等多种方式连接，在本实施例中，为保障限位块2222与第二转轴本体连接的牢固强度，限位块2222与第二转轴本体一体成型。
[0117]
如图15所示，在本实施例中，固定架1包括转动基体11和固定臂12，转动基体11的转动轴线与角度调节机构2的转动轴线彼此垂直，转动基体11上设置有固定臂12，且转动组件22转动连接于固定臂12上，转动组件22相对固定臂12实现转动，以实现角度调节机构2带动摄像机进行拍摄角度的调整，其中，利用转动基体11能够实现摄像机呈周向360
°
的旋转，进而实现摄像机全景拍摄。
[0118]
如图14和图15所示，在本实施例中，为实现第一转动本体2211、第二转动本体2221和限位块2222的装配，固定臂12上设置有第一转轴孔122、第二转轴孔123和与第二转轴孔123连通的限位孔124，具体的，第一转轴本体与第一转轴孔122转动配合，第二转轴本体与第二转轴孔123转动配合，限位块2222与限位孔124对应配合，具体的，限位快和限位块2222可以为矩形。
[0119]
如图16所示，在本实施例中，固定臂12上设置第二装配槽121，第二连接部33穿过避让槽2211b并与第二装配槽121限位配合，通过在固定臂12上设置第二装配槽121，能够方便弹性件3的第二连接部33的安装，提高弹性件3装配的便捷性。
[0120]
其中，在本实施例中，限位配合的方式可以为卡接、插接等方式，在此不做具体限定，只要满足装配要求即可。
[0121]
进一步的，弹性件3的预设弹力由第一连接部32与第二连接部33两者的预设夹角大小确定，在本实施例中，为方便安装弹性件3时确定预设弹力，具体的，第一装配槽2211a与第二装配槽121之间的夹角为弹性件3的预设夹角，在装配时，只需将第一连接部32安装于第一装配槽2211a内，第二连接部33安装于第二装配槽121内即可以确定了预设弹力的大小。
[0122]
在本实施例中提供一种图像获取设备，该图像获取装置包括上述任意一个实施例中的拍摄角度调节装置。
[0123]
该图像获取设备与上述任意一个实施例中的拍摄角度调节装置具有的优势相同，前文已经明确说明，在此不再赘述。其中，图像获取设备可以为摄像机设备或者照相机设备等。
[0124]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。